低低跟踪重力测量卫星地面处理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于卫星重力测量技术领域，具体涉及一种低低跟踪重力测量卫星地面处理系统。
【背景技术】
[0002]国际上在基于重力卫星测量技术探测地球重力场方面已取得实质性进步，先后于2000年7月15日、2009年3月17日，成功实践了高-低卫星跟踪卫星重力测量模式(CHAMP、G0CE)，2002年3月7日，成功实践了低-低跟踪卫星重力测量模式(GRACE)，并且充分利用这些卫星观测数据，同时辅以其它测量手段所采集的数据，成功解算了多个高精度全球重力场模型(包括静态重力场模型和时变重力场模型)。目前，美国、欧空局等机构已在计划实施下一代更高精度的卫星重力测量计划。
[0003]在国内，我国众多学者在基于卫星重力测量恢复地球重力场的理论和方法方面也开展了广泛研究，经过十多年的数据处理关键技术攻关，已突破了重力卫星精密定轨、重力场恢复等关键技术，并成功研制了基于动力法等恢复地球重力场的实用软件，尤其是完成了难度极大的卫星重力测量数据恢复地球重力场的“一步法”攻关，成功研制了原型软件，并利用CHAMP、GRACE等实测数据构建了多个地球重力场模型。可见，国内在重力卫星数据处理理论和方法方面已经获得了丰富的研究成果，并积累了丰富的经验。
[0004]尽管如此，但由于国外重力卫星相关机构在公布实测卫星观测数据时，基于多种技术保密考量等并未公布原始观测数据、O级观测数据、IA级观测数据等实测数据，也未公布上述这些数据的详细处理理论及相关处理方法。而只公布了 IB级数据及重力场模型数据。目前，国内尚未开展对包括原始观测数据、O级数据的产生及处理、IA级数据处理等的研究；尚未开展重力卫星数据仿真和处理等验证项目研究。此外，国内并无成套的重力卫星数据处理软件，多数研究成果多是停留在各个模块的数据处理功能，并未将各级重力数据的处理串联在一起，形成一体化的数据处理及演示系统。
[0005]鉴于重力卫星原始观测数据、O级数据的产生及处理，IA级数据的处理等技术不可能通过引进获得，必须依靠自主解决，而同时此技术的实现又直接决定我国能否成功实现卫星重力测量计划。此外，国内并无成套的重力卫星数据处理软件。因此，研制一体化的重力测量卫星数据处理系统将具有重要意义。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于针对现有技术存在的缺陷和不足，提供一种低低跟踪重力测量卫星地面处理系统，同时提供对GRACE IB级数据的一体化处理功能。
[0007]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0008]平台分系统，用于对原始仿真数据进行接收和拆包，并对数据和任务进行管理分配，包括数据接收子系统、数据管理子系统、任务管理子系统和产品分发子系统；
[0009]业务分系统，用于对仿真数据进行各级处理，包括数据预处理子系统、数据处理子系统和三级产品生产子系统；
[0010]演示分系统，用于对仿真数据进行可视化监控，对数据产品进行可视化展示。
[0011 ]进一步的，所述业务分系统内:
[0012]数据预处理子系统，用于对数据接收子系统输出的数据进行预处理，生成1A、1B、IC级数据，并将处理后的数据输入至数据处理子系统；
[0013]数据处理子系统包括精密定轨模块、载荷定标模块和重力场反演模块，通过精密定轨模块对数据预处理子系统产生的IB级数据进行精密定轨;通过定标模块对IC级数据进行标定;通过重力场反演模块对IC级数据进行重力场反演，生成重力场模型；
[0014]三级产品生产子系统，用于对数据处理子系统生成的重力场模型数据进行处理，得到重力场数据三级产品，并为演示分系统提供数据输入。
[0015]进一步的，所述重力场数据三级产品包括重力异常、大地水准面高和垂线偏差三种数据产品。
[0016]进一步的，所述数据预处理子系统包括:
[0017]IA级数据预处理模块，用于处理O级数据，首先建立O级数据输出量与数据处理需要的观测量之间的转换解析关系，然后精确标定解析关系式中涉及的转换参数，最后实施各类观测量的转换；
[0018]IB级数据预处理模块，用于对IA级数据进行误差改正、观测值组合、缺口插值、粗差剔除等操作；
[0019]IC级数据预处理模块，用于对IB级数据进行偏差修正、采样、数据内插、坐标系统转换及时间系统转换等操作。
[0020]进一步的，所述数据接收子系统，用于接收原始仿真数据，生成O级数据；
[0021 ]所述数据管理子系统，用于实现数据接收子系统所接收数据、GRACE IB级数据和各级数据产品的归档管理；
[0022]所述任务管理子系统，用于对业务分系统各数据处理模块的调度、订单编制、订单监控；
[0023]所述产品分发子系统，用于对重力卫星数据产品的分发功能，为演示分系统进行卫星仿真数据演示和重力产品的演示提供数据支持，同时为用户提供数据查询、数据下载、数据订购、订单管理等服务。
[0024]与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果:通过设置平台分系统，能够对重力卫星原始仿真数据进行接收和拆包处理，并能够实现对各级数据产品的归档存储，以及对各级数据产品的分发服务，及对各级数据处理模块的作业调度功能。通过设置业务分系统，对仿真数据进行各级处理，并得到相应的数据产品，提供了三级产品生产功能。并且通过演示分系统，能够实现对重力场产品的二维三维图形展示功能。
【附图说明】
[0025]图1为本发明系统组成图；
[0026]图2为本发明业务分系统数据流向图；
[0027]图3为本发明重力场三级产品的二维展示效果图；
[0028]图4为本发明重力场三级产品的三维展示效果图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图对本发明做进一步详细描述。
[0030]参见图1，本发明按功能逻辑设计为三大分系统，依次是平台分系统、业务分系统和演示分系统。
[0031]平台分系统，用于对原始仿真数据进行接收和拆包，并进行任务管理，包括数据接收子系统、数据管理子系统、任务管理子系统和产品分发子系统;其中数据接收子系统主要实现低低跟踪重力测量卫星半物理仿真系统原始仿真数据的接收和拆包;数据管理子系统主要实现数据接收子系统所接收数据、GRACE IB级数据和各级数据产品的归档管理;任务管理子系统主要实现对业务分系统各数据处理模块的调度、订单编制、订单监控;产品分发子系统主要实现对重力卫星数据产品的分发功能，为演示分系统进行卫星仿真数据演示和重力产品的演示提供数据支持，同时为用户提供数据查询、数据下载、数据订购、订单管理等服务。
[0032]业务分系统，用于对仿真数据进行各级数据处理，包括数据预处理子系统、数据处理子系统和三级产品生产子系统。
[0033]其中数据预处理子系统根据所处理的数据级别又细分为IA级数据预处理模块、IB级数据预处理模块和IC级数据预处理模块;处理子系统根据所完成的业务功能又细分为精密定轨模块、载荷定标模块和重力场反演模块;三级产品生产子系统同样根据所完成的业务功能又细分为重力异常模块、大地水准面模块和垂线偏差模块。各数据处理模块功能详细描述如下:
[0034]a.数据预处理子系统主要对卫星仿真数据进行降采样、滤波、相位差分、误差矫正、差值、相对时差、格式转换、数据补全和粗差剔除等操作，依次生成1A、1B、1C级数据，为数据处理子系统提供数据输入。
[0035]b.数据处理子系统主要是对数据预处理子系统处理后的数据进行精密定轨、定标和重力场反演等操作。
[0036]c.三级产品生产子系统主要对重力场反演模块生成的地球重力场模型数据进行操作，生成大地水准面高、垂线偏差和重力异常等数据。
[0037]数据预处理子系统用于完成从O级数据到IC级数据的处理，具体功能如下:
[0038I I) IA级数据预处理
[0039]O级数据是载荷直接观测信息，并不完全具备明确物理意义，例如加速度计的观测值是电信号，需要利用各载荷相应转化参数实施转换，生成具有明确物理意义的观测量，IA级数据预处理模块就是用于实现该转换功能，其采用的处理方案是:首先建立各载荷硬件输出量与数据处理需要的观测量之间的转换解析关系，然后精确标定解析关系式中涉及的转换参数，最后实施各类观测